Life time prediction of carboxylterminated polybutadiene

Abstract

ÖZET KARBOKSÎ UÇ GRUPLU POLÎBÜTADÎEN POLİMERİNİN KULLANILABİLİRLİK ÖMRÜNÜN SAPTANMASI Ferda ÇULFAZ Yüksek Lisans, Kimya Mühendisliği Yöneticiler * Yrd.Doç.Dr. Neşe Orbey Doç. Dr. Olgun GÜVEN Mayıs 1988 102 Sayfa Bu çalışmanın amacı kompozit katı roket yakıtlarında polimerik bağlayıcı yakıt olarak kullanılan karboksi uç gruplu polibutadien (CTPB)'nin kullanılabilirlik ömrünün saptanmasıdı r. I3i ve nem yaşlandırmasına tabi tutulan CTPB, yüksek sıcaklıklarda ve nemli ortamda bekletilerek yaşlandırma şartlarının polimer üzerindeki etkisi incelenmiştir. tik olarak en uygun sertleştirici, polimer bileşimi ve sertleştirme suresi belirlenmiştir. Yapay yaşlandırmayı takiben polimerin mekanik özellikleri, fonksiyonel uç grupları, viskozitesi ve molekül ağırlığı belirli aralıklarla ölçülmüştür.CTPB'nin 50 C lik yaşlandırma ortamında kararlı olduğu gözlenmiştir. Daha yüksek sıcaklıklardaki yaşlandırmalarda gerilim direncinin azaldığı, kopmadaki uzamanın, viskozitenin ve molekül ağırlığının arttığı, fonksiyonel uç grupların kaybolmaya başladığı saptanmıştır. Kopmadaki uzama, viskozite ve molekül ağırlığının artma hızı ile gerilim direnci ve fonksiyonel uç grupların azalma hızı yaşlandırma sıcaklığı ile artmaktadır. Kullanılabilirlik ömrü yüksek sıcaklıklarda alınan değerlerin Arrhenius eğrisi yardımıyla normal depolama sıcaklığına indirgenmesi ile bulunmuştur. CTPB polimerinin kullanılabilirlik ömrü, gerilme direnci, kopmadaki uzama, fonksiyonel uç gruplar, molekül ağırlığı ve viskozite değerlerinin değişiminden alınan sonuçlara göre 10 yıl civarında olduğu saptanmıştır. Anahtar sözcükler t CTPB, bağlayıcı, katı yakıt, sertleştirici, sertleştirme suresi, yaşlandırma, fonksiyonel uç gruplar, kullanılabilirlik ömrü. vi

ABSTRACT LIFE TIME PREDICTION OF CARBOXYL - TERMINATED POLYBUTADIENE Ferda Çulfaz M.S. in Chemical Engineering Supervisors ; Assistant Prof.Dr. Neşe Orbey Associate Prof.Dr. Olgun Güven May 1988 102 page The purpose of this research was the life time prediction of carboxyl-terminated polybutadiene (CTPB) which is used as a polymeric fuel binder in composite solid rocket propellants. Thermal and humidity aging was applied on CTPB. It was stored at elevated temperatures and higher humidity environments in order to investigate the effects of aging conditions. Firstly optimum curing agent, polymer composition and curing time were determined. Following the artificial aging of prepolymer, mechanical properties, terminal carboxylic acid functional groups, molecular weight and viscosity were measured per iod i cally. CTPB was found to be stable at 50 C aging. On aging at higher temperatures however, tensile stress decreases, strain at break, viscosity and molecular weight increase, terminal carboxylic acid functional groups start disappearing. iiiRate of increase of strain at break, viscosity and molecular weight, rate of decrease of tensile stress and functional groups increase with higher aging temperatures. These results were extrapolated to normal storage temperature by using well-known Arrhenius plot in order to determine the safe shelf -lif e of CTPB. The life time of CTPB was predicted to be 10 years by evaluating the data collected on the changes in ultimate tensile stress, strain at break, acid value, molecular weight and viscosity of the aged specimens. Key words : CTPB, binder, aging, solid propellant, curing agent, curing time, functional groups, life time. iv